Cơ sở khoa học nghiên cứu quy mô trạm bơm và loại hình máy bơm chìm phục vụ tưới trong nông nghiệp ở Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

C¬ së khoa häc nghiªn cøu quy m« tr¹m b¬m vµ lo¹i h×nh m¸y b¬m ch×m<br /> phôc vô t­íi trong n«ng nghiÖp ë CHDCND Lµo<br /> NCS. Somphone Thanasack<br /> PGS. TS Lª ChÝ NguyÖn<br /> Tãm t¾t<br /> <br /> Sö dông m¸y b¬m ch×m ®Ó t­íi lµ gi¶i ph¸p tèt kh¾c phôc t×nh tr¹ng mùc n­íc<br /> c¸c s«ng thay ®æi lín ë CHDCND Lµo. HiÖn nay vµ t­¬ng lai, m¸y b¬m ch×m sÏ ®­îc<br /> sö dông réng r·i ®Ó t­íi ë CHDCND Lµo. ViÖc x¸c ®Þnh quy m« vµ lo¹i h×nh m¸y<br /> b¬m ch×m hîp lý cho t­íi ë Lµo lµ mét vÊn ®Ò cã ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn.<br /> <br /> Bµi b¸o tr×nh bµy c¸ch chän chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt ®Ó so s¸nh, lËp bµi to¸n tèi<br /> ­u vµ ®­êng lèi gi¶i cïng víi ch­¬ng tr×nh ch¹y trªn m¸y vi tÝnh ®Ó t×m lêi gi¶i tèi ­u<br /> cho sù lùa chän quy m« vµ lo¹i h×nh m¸y b¬m ch×m ®Ó t­íi ë CHDCND Lµo.<br /> <br /> I. §Æt vÊn ®Ò<br /> Trong thùc tÕ cña Lµo, mùc n­íc nguån cã thÓ dao ®éng lín h¬n 5 m vµ thay ®æi<br /> ®ét ngét, cô thÓ mùc n­íc dao ®éng tõ (9÷22) m trªn dßng chÝnh s«ng Mªk«ng vµ<br /> (4÷10)m trªn c¸c s«ng nh¸nh. T×nh tr¹ng nµy g©y nhiÒu khã kh¨n cho viÖc vËn hµnh<br /> sö dông khai th¸c thiÕt bÞ, ®èi víi c¸c m¸y b¬m c¸nh dÉn trôc ®Æt ngang th­êng lµm<br /> viÖc víi chiÒu cao hót ®Þa h×nh HS®h  (6÷7) m vµ m¸y b¬m c¸nh dÉn trôc ®øng còng bÞ<br /> h¹n chÕ vÒ chiÒu dµi cña trôc. §Ó kh¾c phôc sù h¹n chÕ ®ã ®· cã mét sè biÖn ph¸p kü<br /> thuËt gi¶i quyÕt nh­ dïng tr¹m b¬m thuyÒn, tr¹m b¬m trôc ®¹t nghiªng, tr¹m b¬m di<br /> ®éng trªn ®­êng ray... . Tuy nhiªn, c¸c biÖn ph¸p nªu trªn ®¹t hiÖu qu¶ ch­a cao do<br /> kÕt cÊu thiÕt bÞ vµ c«ng tr×nh tr¹m phøc t¹p, khã ®iÒu khiÓn theo nguyªn lý tù ®éng,<br /> do vËy, kh«ng chñ ®éng trong vËn hµnh khai th¸c. M¸y b¬m ch×m cã thÓ kh¾c phôc<br /> tèt nh÷ng nh­îc ®iÓm nªu trªn. Víi ­u nh­îc ®iÓm vµ kh¶ n¨ng kh¾c phôc ®­îc cña<br /> m¸y b¬m ch×m, cïng víi xu h­íng ph¸t triÓn cña m¸y b¬m ch×m cña thêi ®¹i ngµy<br /> nay, m¸y b¬m ch×m vµ c«ng tr×nh tr¹m phï hîp t­íi phôc vô s¶n xuÊt n«ng nghiÖp ®·<br /> vµ ®ang sö dông ë Lµo vµ sÏ ®­îc sö dông nhiÒu h¬n trong thêi gian tíi. ViÖc nghiªn<br /> cøu t×m quy m« vµ lo¹i h×nh m¸y b¬m ch×m hîp lý dïng ®Ó t­íi ë CHDCND Lµo lµ<br /> mét vÊn ®Ò cã ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn, ®ãng gãp tèt cho sù ph¸t triÓn s¶n xuÊt<br /> n«ng nghiÖp còng nh­ nÒn kinh tÕ quèc d©n cña Lµo.<br /> II. HÖ thèng tr¹m b¬m t­íi dïng m¸y b¬m ch×m<br /> HÖ thèng tr¹m b¬m t­íi dïng m¸y b¬m ch×m còng gièng nh­ hÖ thèng t­íi víi<br /> c«ng tr×nh ®Çu mèi tr¹m b¬m th«ng th­êng, chØ kh¸c nhau ë chç lµ tr¹m b¬m dïng<br /> m¸y b¬m ch×m th× c«ng tr×nh tr¹m cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n h¬n so víi c«ng tr×nh tr¹m ®Æt<br /> m¸y b¬m lo¹i kh¸c. M¸y b¬m vµ ®éng c¬ g¾n liÒn víi nhau vµ ®­îc ®Æt ch×m trong<br /> n­íc ®Ó b¬m n­íc trong ®iÒu kiÖn mùc n­íc nguån thay ®æi lín.<br /> C¸c ®Æc tr­ng hÖ thèng tr¹m b¬m dïng m¸y b¬m ch×m ®Ó t­íi cã thÓ ph©n thµnh<br /> 3 nhãm nh­ sau:<br /> <br /> <br /> C¸c th«ng tin C¸c th«ng sè c¸c th«ng tin<br /> vµo vÒ cÊu tróc ra<br /> <br /> - C¸c ®iÒu kiÖn khÝ - NhiÖm vô tr¹m b¬m - Quy tr×nh ®iÒu khiÓn<br /> t­îng, thuû v¨n - Quy m« tr¹m b¬m - Qu¶n lý<br /> - Nguån n­íc - VÞ trÝ ®Æt tr¹m - VËn hµnh<br /> - Nhu cÇu n­íc - KÕt cÊu nhµ tr¹m - HÖ thèng kªnh<br /> - Lo¹i c©y trång - Chñng lo¹i m¸y b¬m - C«ng tr×nh trªn kªnh<br /> - C¬ cÊu c©y trång - DiÖn tÝch khu t­íi - C¸c chØ tiªu kinh tÕ<br /> - TËp qu¸n canh t¸c - KÝch th­íc mÆt c¾t - C¸c chØ tiªu x· héi<br /> - Gi¸ thµnh s¶n phÈm - ChiÒu dµi hÖ thèng kªnh - C¸c chØ tiªu an ninh<br /> - §Æc ®iÓm vµ sè l­îng - C¸c chØ tiªu kü thuËt<br /> c¸c c«ng tr×nh trªn kªnh<br /> <br /> <br /> H×nh 1: C¸c ®Æc tr­ng hÖ thèng tr¹m b¬m t­íi<br /> <br /> §©y lµ bµi to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng, ®Ó gi¶i bµi to¸n nµy ®· xem xÐt c¸c ph­¬ng<br /> ¸n ®iÒu chØnh khi hÖ thèng ®· thiÕt lËp vµ gi¶i quyÕt bµi to¸n thiÕt kÕ theo ph­¬ng ¸n<br /> ®iÒu khiÓn ®· chän, vµ lµ bµi to¸n thiÕt kÕ víi nhiÒu ph­¬ng ¸n quy m« c«ng tr×nh<br /> theo ph­¬ng ¸n ®iÒu khiÓn.<br /> <br /> III. Lùa chän chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt ®Ó ®¸nh gi¸ vµ thiÕt lËp bµi to¸n<br /> <br /> §Ó ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ x©y dùng vµ qu¶n lý c¸c tr¹m b¬m, ng­êi ta cã thÓ sö<br /> dông c¸c chØ tiªu: chØ tiªu vÒ gi¸ thµnh mét mÐt khèi n­íc b¬m lªn CW (®/m3) ; chØ<br /> tiªu vÒ gi¸ thµnh mét tÊn mÐt n­íc b¬m lªn CE (®/Tm) ; chØ tiªu vÒ chi phÝ cho mét<br /> hecta ruéng Cha (®/ha) ; chØ tiªu vÒ hÖ sè sö dông c«ng suÊt l¾p m¸y cña tr¹m b¬m. ë<br /> ®©y, víi môc ®Ých so s¸nh gi÷a c¸c tr¹m b¬m l¾p c¸c lo¹i m¸y kh¸c nhau, trong c¸c<br /> ®iÒu kiÖn kh¸c nhau, ta chän dïng chØ tiªu gi¸ thµnh mét tÊn mÐt n­íc b¬m lªn.<br />  ¸p dông ph­¬ng ph¸p tèi ­u trong ph©n tÝch hÖ thèng, hµm môc tiªu ®­îc x¸c<br /> ®Þnh nh­ sau:<br /> <br /> E1 E2 E En<br /> P( , ,..., i ,..., )  Min<br /> W1 H 1 W2 H 2 Wi H i Wn H n (1)<br /> H 1  H 2  .....  H i  ....  H n<br /> <br /> Trong ®ã: Ei /Wi .Hi - Møc chi phÝ ®¬n vÞ cña ph­¬ng ¸n sè m¸y b¬m thø i (®/T.m)<br /> <br /> i - Ph­¬ng ¸n sè m¸y b¬m thø i<br /> <br /> Hi - Cét n­íc b¬m theo yªu cÇu cña ph­¬ng ¸n thø i (m)<br /> <br /> Wi - Tæng l­îng n­íc b¬m lªn cña ph­¬ng ¸n thø i (m3)<br /> <br /> Wi Hi - Tæng l­îng n­íc nh©n víi cét n­íc cña ph­¬ng ¸n thø i<br /> <br /> Víi ®iÒu kiÖn rµng buéc lµ m¸y b¬m lu«n ho¹t ®éng n»m trong ph¹m vi hiÖu<br /> suÊt cao ( = 65÷85%)<br /> <br /> IV. §­êng lèi gi¶i thuËt to¸n vµ ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n x¸c ®Þnh quy m« vµ lo¹i<br /> m¸y b¬m ch×m hîp lý<br /> <br /> Tæng chi phÝ x©y dùng vµ qu¶n lý vËn hµnh c«ng tr×nh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:<br /> <br /> E = pK + C (2)<br /> <br /> trong ®ã:<br /> <br /> E - Tæng chi phÝ x©y dùng vµ qu¶n lý vËn hµnh c«ng tr×nh (®)<br /> <br /> p - Tû lÖ phÇn tr¨m tÝnh khÊu hao hoµn vèn vµ söa ch÷a lín c«ng tr×nh (%)<br /> <br /> K - Vèn ®Çu t­ x©y dùng c«ng tr×nh (®), bao gåm vèn ®Çu t­ x©y dùng ®Çu mèi<br /> tr¹m b¬m (K®m)vµ vèn ®Çu t­ x©y dùng kªnh m­¬ng (Kkm)<br /> <br /> C - Chi phÝ qu¶n lý vËn hµnh hµng n¨m trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña c«ng<br /> tr×nh quy vÒ n¨m ®Çu tiªn, ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:<br /> T<br /> C = Cn¨m (1  i )  1 (3)<br /> i (1  i ) T<br /> <br /> T - Thêi gian ho¹t ®éng cña c«ng tr×nh (n¨m)<br /> <br /> i - L·i suÊt tÝnh to¸n (%)<br />  Cn¨m - Chi phÝ qu¶n lý vËn hµnh hµng n¨m cña c«ng tr×nh bao gåm chi phÝ ®iÖn<br /> n¨ng, chi phÝ b¶o d­ìng vµ söa ch÷a th­êng xuyªn, chi phÝ tiÒn l­¬ng vµ c¸c chi phÝ<br /> kh¸c ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Cn¨m=C®iÖn + Cbd + Cl­¬ng + Ckh¸c (4)<br /> <br /> C®iÖn - Chi phÝ ®iÖn n¨ng (®), ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:<br /> <br /> nQb H b t<br /> C®iÖn=9,81 a (5)<br /> 0,81 b<br /> <br /> t - Thêi gian b¬m n­íc trong mét n¨m (giê)<br /> <br /> a - §¬n gi¸ tiÒn ®iÖn (®/kwh)<br /> <br /> Hb- Cét n­íc b¬m trªn ®­êng ®Æc tÝnh cña m¸y b¬m (m)<br /> <br /> Qb - L­u l­îng b¬m trªn ®­êng ®Æc tÝnh cña m¸y b¬m (m3/s)<br /> <br />  b - HiÖu suÊt b¬m trªn ®­êng ®Æc tÝnh cña m¸y b¬m (%)<br /> <br /> n - Sè m¸y b¬m trong tr¹m b¬m<br /> <br /> Cbd - Chi phÝ b¶o d­ìng vµ söa ch÷a th­êng xuyªn gåm chi phÝ b¶o d­ìng c¸c<br /> h¹ng môc x©y l¾p vµ chi phÝ b¶o d­ìng m¸y mãc thiÕt bÞ (®), tÝnh theo c«ng thøc:<br /> <br /> Cbd = 15%Kxl + 4%Ktb (6)<br /> <br /> Kxl - Chi phÝ x©y dùng c¸c h¹ng môc x©y l¾p (®)<br /> <br /> Ktb - Chi phÝ mua s¾m m¸y mãc thiÕt bÞ (®)<br /> <br /> Cl­¬ng - Chi phÝ tiÒn l­¬ng (®), tÝnh theo c«ng thøc:<br /> <br /> Cl­¬ng = lg . socn . sothg (7)<br /> <br /> lg - L­¬ng c«ng nh©n trong mét th¸ng (®)<br /> <br /> socn - Sè c«ng nh©n lµm viÖc trong c«ng tr×nh tr¹m b¬m<br /> <br /> sothg - Sè th¸ng lµm viÖc trong n¨m (th¸ng)<br /> <br /> Ckh¸c - Chi phÝ kh¸c bao gåm chi phÝ cho v¨n phßng phÈm, héi häp, ... lÊy b»ng<br /> 10% chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m (®)<br /> <br /> TÝnh to¸n tæng chi phÝ cho mét tÊn mÐt n­íc b¬m lªn: mçi lo¹i m¸y b¬m tÝnh<br /> cho 6 ®iÓm cã hiÖu suÊt n»m trong vïng hiÖu suÊt cao, mçi ®iÓm tÝnh to¸n cho sè m¸y<br /> b¬m thay ®æi n»m trong kinh nghiÖm sè m¸y b¬m hîp lý (2÷8), theo s¬ ®å ë h×nh 2.<br />  C¸c sè liÖu kh«ng thay ®æi:<br /> tg, a, t, ii, p, Kmb, lg, sothg.<br /> <br /> C¸c th«ng sè kü thuËt mb C¸c chi phÝ XD<br /> theo c¸c ®iÓm lµm viÖc: NhËp sè liÖu Theo sè l­îng mb (n):<br /> Qb(m), Hb(m), hsb(m) Kxl(n), Kkm(n)<br /> m=1, 2, … , 6<br /> <br /> <br /> n=2, 3, … , 8<br /> <br /> Sai<br /> n